Sicherheitsrasierapparat mit durch einen Tibrationsmotor in Schwingung versetzter Klinge. Die Erfindung betrifft einen Sicher heitsrasierapparat mit durch einen Vibra- tionsmotor in Schwingung versetzter Klinge.
Es ist bekannt, der Klinge eines Sicher heitsrasierapparates eine schwingende Be- VIegung zu erteilen, welche wenigstens eine wesentliche Komponente in einer zur Sehneid kante der Klinge parallelen Richtung auf weist.
Es ist ferner bekannt, zu diesem Zweck elektromagnetisch arbeitende Motoren zu ver wenden, bei welchen ein Anker relativ zu einem Körper in Schwingungen versetzt wird, auf welchem er angeordnet ist, wobei die Schwingungen des Ankers dazu dienen, den Körper (welcher die Rasierklinge trägt), in Schwingung zu versetzen.
Bisher haben Apparate dieser Art ent weder ,Stromleitungen von einer Batterie oder vom hetz zum Motor benötigt, oder aber eine Trockenbatterie war am Handgriff befestigt. Im ersteren Falle wurden die Lei tungen als lästig empfunden, im letzteren Fall wurden das Gesamtgewicht und die Ab messungen des Apparates in unerwünschter Weise vergrössert.
Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, einen Sicherheitsrasierapparat zu schaffen, bei welchem diese Nachteile ver mieden oder wenigstens erheblich vermin dert werden können. Zu diesem Zweck strebt .die Erfindung an, sowohl die Schneid wirkung, als auch den Wirkungsgrad des Vibrationsmotors selbst zu erhöhen, so dass das Gewicht der Teile, insbesondere des Mo tors und der Batterie verringert werden kann.
Der Wirkungsgrad des Motors kann bei gegebenem Gewicht gemäss der Erfindung dadurch erhöht werden, dass die Age der Schwingungen des Ankers relativ zu dem Xörper wenigstens angenähert durch den Schwerpunkt des Ankers verläuft, wobei der sich frei bewegende Anker die an dem Kör per angebrachte Rasierklinge durch Reak tionskräfte in Schwingungen versetzt.
Auf diese Vereise kann die Masse des Ankerteils des magnetischen Kreises des Motors in ein angemessenes Verhältnis (zum Beispiel nicht weniger als die Hälfte) zur Masse des an dern Teils des magnetischen greises (das heisst des Körpers an dem die Klinge ange bracht ist) gebracht werden, und trotzdem wird :das Verhalten des Motors nur wenig durch .die Lage, in welcher er gehalten wird, beeinfluss-t.
Es wurde gefunden, dass: die Schneicl- wirkung erhöht wird, wenn die Schneidkante durch Impulse mit hoher Frequenz in Schwingung versetzt wird, um dem Nach geben der Haare und der Haut zu begegnen. Wenn .die Schneidkante genügend schnell und stossartig (zum Beispiel wie beim Mähen) bewegt wird, wird das Haar geschnitten, be vor es Zeit hat unter :dem Stoss der Schneid kante auszuweichen.
Wie später noch erläutert werden soll, ist bei einer stossartigen Schwingung der Zeitabschnitt, während welchem die Klinge geringe Quer- oder Schneidbewegung hat, gering im Verhältnis zur gesamten Schwin gungszeit.
Eine weitere rein geometrische Betrach tung ergibt, dass es nicht notwendig ist, die Amplitude der der .Schneidkante erteilten Schwingung erheblich grösser zu halten, als die Teilung .der Auszackungen der Schneid kante.
Diese Auszackungen sind natürlich diejenigen, welche, wie bekannt, bei jeder Schneidkante unter dem Mikroskop beob achtet werden können. Es ist daher nur not wendig, um die besten Resultate zu erhal ten, mittels Impulsen eine Schwingung von einer Amplitude zu erzeugen, die etwas grö sser ist, als die Teilung dieser Auszackungen.
Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung durch mehrere Ausführungsbei spiele veranschaulicht. Fig. 1 zeigt im Aufriss teilweise im Schnitt die erste Ausführungsform des Vi- brationsmotors; Fig. 2 zeigt die Anordnung des Motors in einem Gehäuse des Rasiersapparates, wel ches zugleich die den Strom liefernde Bat terie enthält und den Sicherheitsrasierkopf trägt; Fig. 3 zeigt eine Einzelheit .der Fig. 2 im Horizontalschnitt;
Fig. 4, 5 und 6 zeigen Diagramme zur Veranschaulichung eines Erfindungsmerk mals; Fig. 7 und 8 zeigen im Aufriss; bezw. Seitenansicht, teilweise im Schnitt, die zweite Ausführungsform des Vibrations- motors; Fig. 9 und 10 zeigen Einzelheiten im Schnitt.
Bei der Ausfühiungsform gemäss Fig. 1 bis 3 ist in dem eisernen rohrartigen Körper 1 des Motors der Anker 2 mit den Polstük- ken 3 und 4 angeordnet. Der Anker 2 ist auf Zapfen 5 angeordnet, so dass er Schwin gungen ausführen kann. Die Schwingungs- axe verläuft wenigstens angenähert durch den Schwerpunkt des Ankers, so dass die Schwingungen des Ankers relativ zum Kör per 1 nur wenig durch die Schwere, und da her durch die Lage, in welcher der Körper gehalten ist, beeinflusst wird.
Der Anker ist mit einem Ansatz 6 ver sehen, welcher zwischen zwei durch Schrau ben gebildete Anschläge<B>7,.8</B> ragt, die durch die Wand des Körpers 1 geschraubt und daher einstellbar sind. Eine schwache Feder 9 hält den Ankeransatz 6 normalerweise in Berührung mit dem Anschlag B. Die auf dem Anker übereinander angeordneten, mit ihm schwingenden Erregerspulen 10 bildiim Teile des Ankerabschnittes des magnetischen Kreises.
Der Anschlag 8 dient als elektri scher Kontakt einer Stromunterbrechungs- einrichtung und ist daher gegen den Körper 1 durch eine Isolierhülse 11 isoliert. Des gleichen ist ein an dem Ansatz 6 angebrach ter Kontakt 12 durch eine Isolierscheibe 13 gegen den Ansatz isoliert. Die Spulen 10 sind in Serie geschaltet: das eine Ende der obern Spule ist bei 14 mit dem Anker ver bunden und darauf durch die Zapfen 5 mit dem Körper 1, während ein Ende der an dern Spule bei 15 an den Kontakt 12 ange schlossen ist.
Hieraus folgt, dass, wenn eine Batterie 17 zwischen die Klemme 16, die ge gen den Körper 1 isoliert und an den An schlag 8 angeschlossen ist, und den Körper 1 eingeschaltet wird, der Anker in Schwin gungen versetzt wird.
Die Anschlagflächen der Anschläge 7 und 8 und des Ansatzes 6 sind aus hartem Material, beispielsweise Hartmetall, herge stellt. Der Ausschlag s-t .des Ankers 2 wird durch den freien Raum zwischen den Anschlägen 7 und 8 und dem Ansatz 6 be stimmt. Dieser Ausschlag ist sehr klein ge halten, beispielsweise '/.. mm oder weniger. Unter diesen Umständen ist die natürliche Schwingungszahl f, grösser als diejenige, welche durch die Feder 9 in Abwesenheit der Anschläge 7, 8 gegeben wäre, wobei diese Schwingungszahl durch die Beschaffen heit der Anschlagflächen und den Ausschlag s-t bestimmt ist.
Die Schwingungszahl kann durch Einstellen des Weges s-t mit tels Drehens der Schrauben 7 oder 8 reguliert werden. Es muss nicht nur dafür Sorge ge tragen werden, dass die Anschlagflächen hart sind, sondern auch, dass die Verbindung zwischen diesen Flächen und dem Körper bezw. dem Anker genügend starr ist, damit die Wellenform der Ankerbewegung hoch gradig spitz ist.
Es besteht eine Tendenz zu einer zweiten natürlichen Schwingungszahl f= infolge der Wirkung der Feder 9, welche praktisch als eine, im wesentlichen konstante wiederher stellende Kraft liefernde betrachtet werden kann. Dies kann zu einem unregelmässigen Arbeiten führen, wenn der Abstand s-t zu gross ist, so dass diese natürliche Schwin- gungszahl f.= angenähert gleich<I>f,</I> ist, weil dann Schläge auftreten können.
Ferner ist jede Regelung der Wellenform der Schwin- gungen durch .die Feder 9 unerwünscht, da die Wellenform dann die Tendenz hat, an- genähert sinusförmig und weniger spitz zu werden. Diese Schwierigkeiten können durch Einstellen des Wertes s-t auf einen genü gend geringen Betrag überwunden werden.
Da der beschriebene Motor dazu dient, eine an den Körper 1 befestigte Rasierklinge durch Reaktionskräfte anzutreiben, ist es notwendig, um einen hohen Wirkungsgrad zu erhalten, dass die wirksame Masse des An kers in einem geeigneten Verhältnis zu der jenigen des Körpers 1 steht. Die Spulen 10 sind hauptsächlich deshalb auf dem Anker angebracht, um die Masse des Ankers zu er höhen, das heisst des hämmernden Teils des magnetischen Kreislaufes, ohne dabei die Ge samtmasse des Apparates zu vergrössern.
Genügende Resultate können in der Regel erhalten werden, wenn die Masse des magne tischen Kreislaufes des Motors, das heisst des den Flug führenden Teils und der Erreger wicklung so unterteilt ist, @dass die Masse des Ankers 2 und der Spulen 10 (das heisst des freien oder hämmernden Teils des mag netischen Kreislaufes) nicht weniger als die Hälfte der Masse des Körpers 1 beträgt (das heisst des Teils des magnetischen Kreises, welcher mit dem in Schwingung zu verset- zenden Organ verbunden ist).
In Anbetracht der relativ grossen Masse des Ankers ist die \T@richtigkeit der Anord nung der Schwingachse des Ankers in eine Linie, welche in der Nähe seines Schwer punktes verläuft, verständlich.
Die .Schwingungsamplitude ist gewöhn lich sehr klein, nicht nur um die gewünschte hohe Schwingungsfrequenz zu erhalten, son dern auch um kleine Luftspalte in dem mag netischen Kreis zu erzielen, so dass das erfor derliche starke magnetische Feld mit nur wenigen Amperewindungen und daher mit geringem .Stromverbrauch erhalten werden kann. Alle diese Merkmale tragen dazu bei, einen leichten und v@irksamen elektrischen Rasierapparat zu erhalten.
Falls gewünscht, können die Anschläge 7 und 8 anstatt an dem gleichen Ende .des Ankers angeordnet zu sein, an entgegengesetzten Enden und auf der gleichen Seite desselben vorgesehen wer den.
Der Vorteil der Erteilung einer Impuls bewegung an die Schneidkante ist aus den Fig. 4 bis 6 erkennbar, in welchen Kurven der Querverschiebung D, die der Schneid kante erteilt wird, in Abhängigkeit von der Zeit T dargestellt sind. In. Fig. 4 ist die Schwingbewegung sinusartig, und während eines Drittels T,. jeder Halbperiode ist die Geschwindigkeit der Querbewegung gerin ger als die Hälfte der maximalen Geschwin digkeit.
Der Idealfall ist in Fig. 5 darge stellt, wo zu keiner Zeit die Quergeschwin digkeit unter das Maximum fällt, ausgenom men im Augenblick der Umkehrpunkte. Praktisch wird eine Kurve, wie sie in Fix. 6 dargestellt ist, erreicht werden, wo die Zeit T1, während welcher die Quergeschwindig- keit geringer als .die Hälfte des Maximums ist, kleiner, und zweckmässig wesentlich kleiner als 30% der ganzen Zeit einer Halb periode ist.
Fig. 2 zeigt den Einbau des in Fig. 1 dargestellten Motors in ein Gehäuse 18, welches den Handgriff des Sicherheitsrasier apparates ,darstellt. Eine Trockenbatterie 17 ist ebenfalls in dem Handgriff angeordnet. Ein mit Gewinde versehener Ansatz 19 des Körpers 1 des Motors tritt durch eine.oben am Gehäuse 18 befindliche Öffnung hin durch. Ein einen Sicherheitsrasierkopf 21 tragendes Glied 20 ist an seinen untere Enden gegabelt, wobei die Gabelarme den Ansatz 19 umfassen und das Glied 2,0 durch Muttern 22 festgeklemmt ist.
Der Ansatz 19 ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, mit seitlichen Abflachungen versehen, so dass der Rasier kopf mit Sicherheit in seiner richtigen Lage zum Motor gehalten ist. Diese Lage ist die, in welcher die Schwingungsachse des An kers 2 angenähert senkrecht zur Schneid kante liegt, so dass der Schneidkante eine Schwingung erteilt wird, welche eine starke Komponente in ihrer Längsrichtung besitzt.
Der Motor ist zweckmässig mit Spiel in dem Gehäuse 18 angeordnet, so dass die ein zige Berührung mit dem Gehäuse rings um den Ansatz 19 stattfindet, mit Ausnahme, falls gewünscht, einiger weniger kleiner nicht dargestellter Vorsprünge, welche aussen am Körper 1 oder im Innern des Gehäuses 18 vorgesehen sein können. Diese Vor sprünge dienen dazu, den Körper zentral im Gehäuse zu halten. Um zu verhindern, dass diese Vorsprünge die Bewegungsfreiheit des I@örpers innerhalb des Gehäuses stark beein trächtigen, können sie als Puffer aus nach giebigem Material hergestellt sein, oder sie können mit nachgiebigen Teilen des Gehäu ses in Berührung stehen. Um die Berüh rungsflächen zu verringern, ist .die obere Wand des Körpers 1 leicht gewölbt.
Auf diese Weise kann erreicht werden, dass Schwingungen: von dem Körper 1 durch die Stirnwand 18A des Gehäuses 18 durch Bie gung dieser Stirnwand übertragen werden. Es ist dann nicht notwendig, däss das ganze Gehäuse 18 und die Batterie 17 in vollem Umfang in Schwingung versetzt werden. Die Batterie 17 kann mit Spielraum in dem Ge häuse angebracht sein, so dass sie eine rol lende Bewegung auf ihrer gewölbten Auf lagefläche ausführt, wenn der Körper 1 rela tiv zum Gehäuse 18 schwingt.
Durch Entfernen des auf das Gehäuse aufgeschraubten Bodens 23 kann die Batte rie ausgewechselt und der Schalter zum An lassen und .Stillsetzen des Motors betätigt werden. Wenn der Boden 23 etwas abge schraubt wird, wird der Kontakt zwischen der Batterie und den andern Teilen unter brochen. Der Körper 1 des Motors kann wasser dicht ausgebildet werden, um Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern. Ferner kann auch das Gehäuse 18 relativ wasserdicht aus gebildet sein, so dass. ein Ausfliessen aus der Batterie 17 auf ein Minimum reduziert wird.
Anstatt den Anker 2. auf Zapfen anzu ordnen, könnte er auf federnden Trägern, Lagern oder in irgend einer andern Weise montiert sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 ist die erwünschte spitze Wellenform dadurch -erhalten, dass ein zweckmässig gerin- ges Spiel an den zapfen 5 vorgesehen ist. Die Amplitude der Schwingungen des An kers 2 bei der Grundfrequenz wird durch verhältnismässig starre Federn 17A und 17p erzielt.
Der Anker schwingt jedoch nicht mir um eine Achse durch die Zapfen, son dern, auch als Ganzes in einer Richtung senkrecht zur Zeichnungsblattebene der Fig. 8, wobei die Zapfen 5 die Funktion der Anschläge 7 und 8 der Fig. 1 übernehmen und spitze Schwingungen hoher Frequenz er zeugt werden, welche den niederfrequenten Schwingungen überlagert sind.
Der Wert s---t wird in diesem Fall durch den Abstand dargestellt, um welchen der Anker in einer zur Papierebene der Fig. 8 senkrechten Rich tung verschoben werden kann, wobei dieser Abstand natürlich durch das vorhandene seit liche Spiel bestimmt ist. Demgemäss kann nach Fig. 7 die eine Seite 5A jedes Zapfens als der eine Anschlag und die andere Seite 5p als der andere Anschlag betrachtet werden.
Ein Kontakt 24, der auf einer Feder 26 montiert ist und mit einem festen Kontakt 25 zusammenwirkt, stellt hier die Stromun- terbrechungsvorrichtung dar.
Der Anker nimmt unter dem Einfluss der gleichgerichteten magnetischen Impulse eine Mittellage ein, in welcher die Kontakte 24, 25 selbsttätig nahe des Unterbrechungspunk tes bleiben und in welcher der magnetische Luftspalt sehr klein ist.
Durch geeignete Mittel kann das Spiel in dein Zapfen 5 und dadurch die Schwingungs zahl des Ankers 2 zwischen den Anschlägen geregelt werden. Dies könnte dadurch er reicht werden, dass die Zapfen durch den Körper 1 geschraubt werden, zweckmässig werden jedoch die Zapfen in dem Körper fest angebracht und die Regulierung folgen dermassen bewirkt: Der in Fig. 7 und 8 dar gestellte Motor kann dieselbe äussere Form aufweisen, wie der in Fig. 1 dargestellte, und der einen kreisförmigen Querschnitt aufwei- sende Motor, wie in Fig. 2 .dargestellt, mon tiert sein.
Das Innere des Gehäuses 18 wird jedoch von länglichem Querschnitt ausge führt, wie in den Fig. 9 und 10 übertrieben dargestellt. Wenn der Motor sich in .der in Fig. 9 dargestellten Lage relativ zum Ge häuse 18 befindet, welche aus der Lage der Zapfen 5 erkennbar ist, wird der Körper 1 durch den Druck des Gehäuses 18 derartig zusammengedrückt, dass der Abstand zwi schen den Zapfen 5 (und demgemäss das Spiel) vergrössert wird. Wenn die Teile in der in Fig. 10 dargestellten Lage sich befin den, wird das Spiel einen minimalen Betrag aufweisen.
Um die Teile aus der in Fig. 9 dargestellten Lage in die in Fig. 10 darge stellte Lage zu bringen, kann der Körper in dem Gehäuse 18 mit Hilfe .des Gliedes 20 (Fig. 2) gedreht werden. Auf diese Weise kann eine sehr feine Regulierung des kleinen üblicherweise vorhandenen Spiels erhalten werden. Die zur Erreichung dieser Einstel lung erforderliche Deformation des Körpers kann, falls gewünscht, auf irgend eine an dere Weise bewirkt werden.
Bei allen beschriebenen Anordnungen sind die Anschläge so eingestellt, dass beim Anprall noch ein kleiner Luftzwischenraum im magnetischen Kreis verbleibt. Auf diese Weise wird die Möglichkeit der magnetischen Adhäsion verhindert.
Der Abstand zwischen den Anschlägen 7 und 8 (Fig. 1) kann, falls gewünscht, durch Verdrehen des Körpers 1 geregelt werden. Zum Beispiel wie anhand der Fig. 9 und 10 beschrieben, oder auf beliebig andere Weise.
Bei Vorrichtungen gemäss der Erfindung, welche durch Stoss zwischen dem Anker und einem Körper und bei hoher Frequenz arbei ten, ist es notwendig, die Spielräume klein zu halten und es entsteht oft die Schwierigkeit genügende Stromunterbrechung für den Stromkreis des Elektromagnetes zu erhalten. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, können die Kontakte des Stromunterbrechers so angeordnet werden, dass sie sich durch die Bewegung des Ankers nicht öffnen, wenn diese Bewegung sehr langsam erfolgt.
Zur Einleitung der Unterbrechung ist der Stoss erforderlich, .der sich auf den beweglichen Kontakt fortpflanzt, sobald die Bewegung des Ankers beim Aufschlag plötzlich ge hemmt wird. Die übliche "statische" Unter brechung wird durch "dynamische" ersetzt.
So kann. beispielsweise der Kontakt 24 (Fix. 7 und 8) durch .geeignete Wahl der schwachen Feder 26 und des Anfangsdruckes auf denselben so ausgebildet sein, dass er in Berührung mit ,dem Kontakt 2:5 bleibt, so lange als der Anker 2; langsam hin- und her bewegt wird, aber den Stromkreis unter bricht, wenn Stösse in normaler Wirkung stattfinden.
Falls gewünscht, können :die beiden Kon takte auf demselben Glied angeordnet sein, das heisst entweder auf dem Anker oder auf dem Körper, wobei, wie vorher, .die Stösse zur Unterbrechung des Kontaktes dienen.